JP6568443B2 - セラミック積層体の製造方法及び切断装置 - Google Patents

Description

本発明は、セラミック積層体の製造方法及び切断装置に関する。

従来、切断装置を用いて、部材を所望の寸法に切断する技術が知られている。例えば、特許文献１には、こうした切断装置として、部材を載置する四角形の載置面を備える載置台と、載置台の上方に設けられた切断刃とを備える分割装置が開示されている。

特開平９−１３６３１９号公報

特許文献１の分割装置は、向かい合う２辺の切断刃の高さが同じであり、隣り合う２辺の切断刃の高さが異なる。このような分割装置を用いて、強度が比較的弱く、変形しやすい部材であるセラミックグリーンシートを切断する場合、以下のような課題が生じうる。

図９は、特許文献１の分割装置において、セラミックグリーンシート１２０が切断される様子を説明する図である。図９に示すように、セラミックグリーンシート１２０を四角形に切断する場合、特許文献１の分割装置は、向かい合う２辺の切断刃の高さが同じであり、隣り合う２辺の切断刃の高さが異なるため、まず、一方の向かい合う２辺Ｈ１，Ｈ２が切断され、続いて、他方の向かい合う２辺Ｈ３，Ｈ４が切断される。図９において、切断される方向を矢印Ｃで示す。

図１０は、他方の向かい合う２辺Ｈ３，Ｈ４が切断される様子を説明する図である。図１０に示すように、向かい合う２辺ずつ切断されることにより、他方の向かい合う２辺Ｈ３，Ｈ４が切断される際、すでに切断が終了している２辺Ｈ１，Ｈ２が方向Ｆに引っ張られて、セラミックシート１２０が変形したり、その結果として、破れたりする虞があった。このため、セラミックグリーンシートを切断する際、セラミックグリーンシートが変形することを抑制する技術が望まれていた。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することができる。

（１）本発明の一形態によれば、セラミック積層体の製造方法が提供される。セラミック積層体の製造方法は、セラミックグリーンシートを載せる四角形の載置面と、前記載置面に隣接する４つの側面とを備える載置台と、前記載置面と垂直な方向から見たとき、前記載置台の上方に位置する板状の切断刃と、を備えた切断装置を用いて、前記載置台の四角形の各辺において前記セラミックグリーンシートを切断刃で切断する切断工程と、切断された複数枚の前記セラミックグリーンシートを積層する積層工程と、積層された前記セラミックグリーンシートを焼成する焼成工程と、を含み、前記切断工程において、前記載置面の前記四角形の一対の対角部における前記セラミックグリーンシートから切断が開始されることを特徴とする。この形態のセラミック積層体の製造方法によれば、載置面の四角形の一対の対角部におけるセラミックグリーンシートから切断が開始されることにより、切断工程においてセラミックグリーンシートが変形することを抑制できる。

（２）本発明の他の形態によれば、セラミックグリーンシートを切断する切断装置が提供される。切断装置は、前記セラミックグリーンシートを載せる四角形の載置面と、前記載置面に隣接する４つの側面とを備える載置台と、前記載置台の四角形の各辺において前記セラミックグリーンシートを切断する板状の切断刃と、を備え、前記載置面と平行な方向から見たとき、前記切断刃は刃先の一端部が刃先の他端部よりも前記載置台と近くなるように傾斜しており、複数の前記切断刃は、前記載置面と垂直な方向から見たとき、前記載置台の四角形の各辺に沿って前記載置台の上方に配置されており、複数の前記切断刃は前記刃先の前記一端部から前記載置面までの高さがすべて同一であることを特徴とする。この形態の切断装置によれば、複数の切断刃は刃先の一端部から載置面までの高さがすべて同一であるため、セラミックグリーンシートを切断する際に、セラミックグリーンシートが変形することを抑制できる。

（３）上記形態の切断装置において、複数の前記切断刃の前記刃先の前記一端部と複数の前記切断刃の前記刃先の前記一端部とが隣接していてもよい。この形態の切断装置によれば、セラミックグリーンシートを切断する際に、セラミックグリーンシートが変形することを抑制できる。

（４）上記形態の切断装置において、複数の前記切断刃の前記刃先の前記一端部と複数の前記切断刃の前記刃先の前記他端部とが隣接していてもよい。この形態の切断装置によれば、セラミックグリーンシートを切断する際に、セラミックグリーンシートが変形することを抑制できる。

（５）上記形態の切断装置において、前記切断刃を内側に付勢する付勢部を備えてもよい。この形態の切断装置によれば、付勢部を備えるため、セラミックグリーンシートを切断する際に、切断刃が外側に逃げることを抑制できる。

（６）上記形態の切断装置において、前記一端部は、前記他端部と比較して、前記刃先を鈍らせていてもよい。この形態によれば、一端部は、他端部と比較して、刃先を鈍らせているため、一端部の刃毀れを抑制でき、切断刃の耐久性が向上する。

（７）上記形態の切断装置において、前記刃先の一端部に近い前記付勢部は、前記刃先の他端部に近い前記付勢部よりも、小さい力で前記切断刃を付勢してもよい。この形態によれば、一端部の刃毀れを抑制でき、切断刃の耐久性が向上する。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、切断方法等の態様で実現することができる。

本実施形態におけるセラミック積層体１００の製造方法を示すフローチャート。 本実施形態に用いる切断装置２００の模式図。 載置面２１５と平行な方向から見たときの切断刃２２０の模式図。 切断装置２００の載置面２１５にセラミックグリーンシート１２０が載置された状態を模式的に示す断面図。 セラミックグリーンシート１２０が切断される様子を説明する図。 本実施形態に用いる切断装置２００Ａの模式図。 セラミックグリーンシート１２０が切断される様子を説明する図。 切断刃２２０Ｂの刃先を示す模式図。 特許文献１の分割装置において、セラミックグリーンシート１２０が切断される様子を説明する図。 他方の向かい合う２辺Ｈ３，Ｈ４が切断される様子を説明する図。

Ａ．実施形態
Ａ１．第１実施形態
図１は、本実施形態におけるセラミック積層体１００の製造方法を示すフローチャートである。セラミック積層体１００は、例えば、移動体通信用モジュールやコンピュータ用のマルチチップモジュールなどの電子部品として使用される。

セラミックグリーンシート成形工程（ステップＳ１００）は、予め準備したキャリアフィルム１１０上に、セラミック材料を含むスラリーを所望の厚みでキャスティングすることにより、セラミックグリーンシート１２０を成形する工程である。本実施形態において、セラミックグリーンシート１２０の厚みは、１５μｍから４００μｍとする。本実施形態において、セラミック材料としては、アルミナを用いる。

剥離工程（ステップＳ１０５）は、セラミックグリーンシート１２０からキャリアフィルム１１０を剥離する工程である。

切断工程（ステップＳ１１０）は、後述する切断装置２００を用いて、セラミックグリーンシート１２０を所望の形状となるように切断する工程である。

積層工程（ステップＳ１１０）は、切断工程（ステップＳ１１０）によって切断された複数枚のセラミックグリーンシート１２０を積層する工程である。本実施形態においては、１０枚のセラミックグリーンシート１２０を積層する。

焼成工程（ステップＳ１２０）は、前記積層工程にて積層されたセラミックグリーンシート１２０を焼成する工程である。本実施形態においては、焼成温度１４５０℃を６０分保持して、セラミック積層体１００を製造する。

図２は、本実施形態に用いる切断装置２００の模式図である。切断装置２００は、載置台２１０と、切断刃２２０と、を備える。載置台２１０は、セラミックグリーンシート１２０を載せる四角形の載置面２１５と、載置面２１５に隣接する４つの側面２１７とを備える。

切断刃２２０は、切断装置２００に複数設けられており、載置面２１５と垂直な方向から見たとき、載置台２１０の上方に位置する板状の刃である。具体的には、複数の切断刃２２０は、載置面２１５と垂直な方向から見たとき、載置台２１０の四角形の各辺に沿って載置台２１０の上方に配置されている。本実施形態において、切断刃２２０は４つ設けられている。切断刃２２０は、切断刃の下刃として機能する載置台２１０の各辺において、セラミックグリーンシート１２０を切断する。

図３は、載置面２１５と平行な方向から見たときの切断刃２２０の模式図である。図３に示すとおり、この方向から見たとき、切断刃２２０は、刃先の一端部２２２が、刃先の他端部２２４よりも載置台２１０と近くなるように傾斜している。つまり、切断刃２２０がセラミックグリーンシート１２０を切る際、一端部２２２から他端部２２４へ向かって次第にセラミックグリーンシート１２０が切断される。

図２に示すとおり、複数の切断刃２２０は、刃先の一端部２２２から載置面２１５までの高さｈ１がすべて同一である。また、本実施形態において、複数の切断刃２２０は、刃先の一端部２２２から載置面２１５までの高さｈ２が全て同一である。高さｈ１は高さｈ２に比べて短い。

本実施形態において、複数の切断刃２２０の刃先の一端部２２２と複数の切断刃２２０の刃先の一端部２２２とが隣接している。つまり、４つの切断刃２２０は、互いに、隣接する切断刃の一端部２２２同士が隣接し、かつ、隣接する切断刃の他端部２２４同士が隣接する。

図４は、切断装置２００の載置面２１５にセラミックグリーンシート１２０が載置された状態を模式的に示す断面図である。図４に示すように、載置面２１５の中心部には、吸着板２１６が設けられている。吸着板２１６は多孔質体により形成されている。吸着板２１６の下方に存在する真空穴２１１が真空に保たれることにより、吸着板２１６は、吸着板２１６の上に載置されたセラミックグリーンシート１２０を吸着固定する。

図４に示すように、切断装置２００は、さらに、切断刃２２０を内側に付勢する付勢部２３０を備える。本実施形態において、付勢部２３０として、ばねを用いる。本実施形態によれば、付勢部２３０を備えるため、セラミックグリーンシート１２０を切断する際に、切断刃２２０が外側に逃げることを抑制できるため、精度よくセラミックグリーンシート１２０を切断できる。本実施形態において、付勢部２３０は、１つの切断刃２２０に一端部２２２側と他端部２２４側との２つずつ設けられており、切断装置２００は、８つの付勢部２３０を備える。本実施形態において、各付勢部２３０が切断刃２２０を付勢する力はすべて同じ力とする。

図５は、セラミックグリーンシート１２０が切断される様子を説明する図である。本実施形態の切断装置２００において、複数の切断刃２２０は、刃先の一端部２２２から載置面２１５までの高さｈ１がすべて同一である（図２参照）。このため、図５に示すように、切断工程（ステップＳ１１０）では、載置面２１５の四角形の一対の対角部Ｔにおけるセラミックグリーンシート１２０から切断が開始される。ここで、一対の対角部Ｔとは、対角線上に対峙する点同士をいう。なお、載置面２１５の四角形の頂点部分に対応するセラミックグリーンシート１２０の部分に予め孔が開いている場合には、切断刃２２０と載置台２１０の側面２１７とが接することにより、セラミックグリーンシート１２０が最初に切断される部分を一対の対角部Ｔとみなす。

本実施形態において、載置面２１５の四角形の一対の対角部Ｔにおけるセラミックグリーンシート１２０から切断が開始されることにより、一対の対角部Ｔと接する辺の切断が同時に開始される。図５において、切断される方向を矢印Ｃで示す。このため、各辺は同時に切断が開始されることによって、セラミックグリーンシート１２０に係る力は均等に分散する。この結果として、切断工程（ステップＳ１１０）において、セラミックグリーンシート１２０が変形することを抑制できる。

また、本実施形態において、複数の切断刃２２０は、刃先の他端部２２４から載置面２１５までの高さｈ２がすべて同一である。このため、各辺は同時に切断が終了することによって、セラミックグリーンシート１２０に係る力は均等に分散する。この結果として、切断工程（ステップＳ１１０）において、セラミックグリーンシート１２０が変形することをより抑制できる。

Ａ２．第２実施形態
第２実施形態は、第１実施形態と比較して、切断刃２２０Ａが異なるが、それ以外は同じである。

図６は、本実施形態に用いる切断装置２００Ａの模式図である。本実施形態において、複数の切断刃２２０Ａの刃先の一端部２２２と複数の切断刃２２０Ａの刃先の他端部２２４とが接している。つまり、複数の切断刃２２０Ａは、互いに、隣接する切断刃２２０Ａの一端部２２２と他端部２２４とが隣接する。

図７は、セラミックグリーンシート１２０が切断される様子を説明する図である。本実施形態においても、第１実施形態と同様に、複数の切断刃２２０は、刃先の一端部２２２から載置面２１５までの高さｈ１がすべて同一である。このため、図７に示すように、切断工程（ステップＳ１１０）では、載置面２１５の四角形の一対の対角部Ｔにおけるセラミックグリーンシート１２０から切断が開始され、矢印Ｃの方向へ切断される。この結果、各辺は同時に切断されることによって、セラミックグリーンシート１２０に係る力が均等に分散されることにより、切断工程（ステップＳ１１０）において、セラミックグリーンシート１２０が変形することを抑制できる。

Ａ３．第３実施形態
第３実施形態は、第１実施形態と比較して、切断刃２２０Ｂが異なるが、それ以外は同じである。

図８は、切断刃２２０Ｂの刃先を示す模式図である。図８（Ａ）は、切断刃２２０Ｂの他端部２２４の刃先を示し、図８（Ｂ）、（Ｃ）は、切断刃２２０Ｂの一端部２２２の刃先の例を示す。本実施形態において、切断刃２２０Ｂの刃先の一端部２２２は、他端部２２４と比較して、刃先を鈍らせている点が異なるが、それ以外は同じである。刃先を鈍らせているとは、（ｉ）図８（Ｂ）に示すように、切断刃２２０Ｂの一端部２２２が、他端部２２４と比較して、刃先が丸まっている態様や、（ｉｉ）図８（Ｃ）に示すように、切断刃２２０Ｂの一端部２２２が、他端部２２４と比較して、刃先の角度が大きい態様を含む。他端部２２４と比較して、セラミックグリーンシート１２０と先に接触する一端部２２２の刃先を鈍らせているため、一端部２２２の刃毀れを抑制でき、切断刃２２０の耐久性が向上する。

Ｂ．変形例
Ｂ１．変形例１
上述の実施形態において、各付勢部２３０（図３参照）が切断刃２２０を付勢する力はすべて同じ力としているが、すべて同じでなくてもよい。付勢部２３０が切断刃２２０を付勢する力は、各付勢部２３０が設けられている場所により異ならせてもよい。例えば、刃先の一端部２２２に近い付勢部２３０は、刃先の他端部２２４に近い付勢部２３０よりも、小さい力で切断刃２２０を付勢してもよい。つまり、付勢部２３０は、一端部２２２に対して、他端部２２４のほうが小さい力で切断刃２２０を付勢してもよい。このようにすることにより、一端部２２２の刃毀れを抑制でき、切断刃２２０の耐久性が向上する。

Ｂ２．変形例２
上述の実施形態において、切断装置２００は、付勢部２３０を備えるが、付勢部２３０を備えなくてもよい。

Ｂ３．変形例３
上述の第３実施形態では、切断刃２２０Ｂの一端部２２２の刃先を鈍らせているが、この代わりに、切断刃２２０の一端部２２２と接する載置面２１５の頂点を鈍らせてもよい。このようにすることにより、一端部２２２の刃毀れを抑制でき、切断刃２２０の耐久性が向上する。

本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１００…セラミック積層体
１１０…キャリアフィルム
１２０…セラミックグリーンシート
２００…切断装置
２００Ａ…切断装置
２１０…載置台
２１１…真空穴
２１５…載置面
２１６…吸着板
２１７…側面
２２０…切断刃
２２０Ａ…切断刃
２２０Ｂ…切断刃
２２２…一端部
２２４…他端部
２３０…付勢部
Ｃ…矢印
Ｔ…対角部

Claims (7)

1. セラミック積層体の製造方法であって、
   セラミックグリーンシートを載せる四角形の載置面と、前記載置面に隣接する４つの側面とを備える載置台と、前記載置面と垂直な方向から見たとき、前記載置台の上方に位置する板状の切断刃と、を備えた切断装置を用いて、
   前記載置台の四角形の各辺において前記セラミックグリーンシートを切断刃で切断する切断工程と、
   切断された複数枚の前記セラミックグリーンシートを積層する積層工程と、
   積層された前記セラミックグリーンシートを焼成する焼成工程と、を含み、
   前記切断工程において、前記載置面の前記四角形の一対の対角部における前記セラミックグリーンシートから切断が開始されることを特徴とする、セラミック積層体の製造方法。
2. セラミックグリーンシートを切断する切断装置であって、
   前記セラミックグリーンシートを載せる四角形の載置面と、前記載置面に隣接する４つの側面とを備える載置台と、
   前記載置台の四角形の各辺において前記セラミックグリーンシートを切断する板状の切断刃と、を備え、
   前記載置面と平行な方向から見たとき、前記切断刃は刃先の一端部が刃先の他端部よりも前記載置台と近くなるように傾斜しており、
   複数の前記切断刃は、前記載置面と垂直な方向から見たとき、前記載置台の四角形の各辺に沿って前記載置台の上方に配置されており、
   複数の前記切断刃は前記刃先の前記一端部から前記載置面までの高さがすべて同一であることを特徴とする、切断装置。
3. 請求項２に記載の切断装置であって、
   複数の前記切断刃の前記刃先の前記一端部と複数の前記切断刃の前記刃先の前記一端部とが隣接していることを特徴とする、切断装置。
4. 請求項２に記載の切断装置であって、
   複数の前記切断刃の前記刃先の前記一端部と複数の前記切断刃の前記刃先の前記他端部とが隣接していることを特徴とする、切断装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の切断装置であって、
   前記切断刃を内側に付勢する付勢部を備えることを特徴とする、切断装置。
6. 請求項５に記載の切断装置であって、
   前記一端部は、前記他端部と比較して、前記刃先を鈍らせていることを特徴とする、切断装置。
7. 請求項５または請求項６に記載の切断装置であって、
   前記刃先の一端部に近い前記付勢部は、前記刃先の他端部に近い前記付勢部よりも、小さい力で前記切断刃を付勢することを特徴とする、切断装置。

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